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议室内消火栓系统的环状管网

文章来源:海西给排水 发布时间:2011-07-11 08:15:18 阅读次数:13102 次 [关闭]

东南大学建筑设计研究院  刘俊

环状管网的定义

在《给水排水设计基本术语标准》GBJ125-89中,枝状管网(branch system)定义为:枝状管网是配水管网的一种布置形式,干管与支管分明,形成树枝状,其实质是任一用水点只有来自一个方向的供水。环状管网( pipenetwork)定义为:环状管网是配水管网的一种布置形式,管道纵横相互接通,形成环状,其实质是任一用水点有来自两个方向的供水。

消火栓系统环状管网的重要性

消防给水管道是输送消防用水的重要设施,消防给水管道的安全直接关系到消防用水的可靠性。因此,在任何情况下,要保证火场用水,就要保证消防给水管道的安全。

室内消火栓系统给水管道有枝状管网和环状管网两种形式。《建筑设计防火规范》GB50016 – 2006(以下简称《建规》)第8.4.2 条中第l款:“室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15L/s时,其消防给水管道应连成环状。” 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045 - 94 (2005年版)( 以下简称《高规》 ) 第7.4.1条:“室内消防给水管道应布置成环状。”由此可见,建筑物体积大于5000m3的建筑室内消火栓系统给水管道都要求是环状管网。

环状管网的各个竖管彼此相通,水流四通八达。环状管网供水能力比枝状管网大,在火场需要增大供水量时,通过水泵接合器和环状管网可以满足火场的需要;同时供水安全可靠,在管网某管段维修或发生故障时,仍能保证火场供水。

环状管网的形式

针对建筑平面消火栓布置的复杂程度,消火栓系统环状管网有水平环状管网(见图5)、垂直环状管网(见图3)、立体环状管网 (见图4)等形式。

根据环状管网定义,在环状管道上需要引伸枝状管道时,枝状管道上的消火栓数量不应超过一个,但在以下情况是例外:

l 同一防火分区内,室内消火栓系统应保证环状管网,环状管网的竖管只能接出一个消火栓,不同的防火分区的消火栓可以从环状管网的同一根竖管上接出,(见图I)。

2 不计人消火栓总数的消火栓,如消防电梯前室消火栓,试验和检查用的消火栓可以与其他消火栓接入环状管网的同一根竖管,(见图2)。

环状管网的阀门设置

环状管网不仅在正常情况下要保证火场供水量的要求,而且在管网维修或发生战障时,仍能保证火场供水。因此环状管网上设置一定数量的检修阀门,是保证火场供水安全的重要设施。

《建规》第8.4.2条第6款:“室内消防给水管道应采用阔门分成若干独立段。对于多层民用建筑和其他厂房(仓库),室内消防给水管道上阀门的布置应保证检修管道时关闭的竖管不超过1根,但设置的竖管超过3根时,可关闭2根。”《高规》第7.4.4条:“室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段。阀门的布置,应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过1根。当竖管超过4根时,可关闭不相邻的两根。"

在《建规》要求中当竖管数量不超过3根时,只可关闭1根,在《高规》要求中,当竖管数量不超过4根时,只可关闭l根。因此阀门的设置应保证在管道检修时,关闭停用的竖管不超过一条。此时阀门的设置应满足n- 1原则的要求(n为任一个管网联接点上的管道段)。按照规范的条文说明的做法,环状管网上会设置较多的检修阀门,工程设计中,在水平环网每一管段上设置检修阀门,亦称之为分段阀门,同样满足规范要求,减少检修阀门设置数量,(见国3)。

在《建规》要求中当竖管数量超过3根时,要求可关闭2根,在《高规》要求中,当竖管数量超过4根时,可关闭不相邻的两根。也就是说,保证在火场上至少有一股充实水柱能到达室内任何一点。此时阀门的设置可不遵守n-l的设置原则。工程设计中,在垂直环状管网、立体环状管网的竖管上下位置设置检修阀门,在环状管网上下水平环管上分别设置分段阀门,保证水平环管的分段检修时不关闭竖管,(见图4)。

 

图3

 

 

图4

室内消火栓是建筑室内的主要灭火设备,当某根消防管道检修或发生故障而关闭消火栓时,其相邻的消火栓仍能保护该管道上消火栓保护范围内的任何部位。但在以下情况是例外。

1《建规》第8.4.2条第6款:“对于单层厂房(仓库)和公共建筑,检修停止使用的消火栓不应超过5个。”这类建筑室内消火栓给水系统时以设置水平环状管网,如按n - 1原则设置阀门,会造成阀门数量设置过多。这样发生故障的阀门数量增加,供水系统反而不安全;况且上述建筑在城市市政消火栓或室外消火栓的保护范围内,即使室内消火栓因检修关闭5个,室外消火栓能直接从室外进入室内,到达室内火场,扑灭室内火灾,因此检修阀门可以按“停止使用的消火栓不应超过5个”的原则来设计。

同样,在多层建筑中,由于建筑平面的复杂性,使得底层平面的消火栓比楼层消火栓要多得多,不宜采用竖管把底层每个消火栓连接起来,考虑城市市政消火栓的扑救能力,底层消防环状管网可采用水平环状管网,按“检修停止使用的消火栓不应超过5个”的原则,设置检修阀门。

如果各楼层消火栓设置位置不对齐,消火栓系统环状管网采用垂直环网、立体环网较为复杂,就采用水平环状管网,阀门设置按n-1的原则设置(见图5)。

 

   

图5                                          图6

2《建规》第8.4.3条规定,单元式、塔式住宅在楼梯间可采用一根消防竖管并采用双口双阀型消火栓,或设置干式消防竖管,保证室内任一部位都有两股充实水柱达到 (见图6)。在管网维修或发生故障需关闭该消防竖管时,由于其他单元楼梯间的消火栓不能保护到该单元室内任一部位,所以要求消火栓系统为环状管网已无意义。因此单元式、塔式住宅消火栓系统可以设置为枝状管网,当某单元管网检修关闭该消防竖管时,可以借助城市市政消火栓或室外消火栓满足室内消防的需要。

同样,单元式、塔式住宅达到《高规》第7.4 .2条规定,室内消火栓给水系统也可以布置成枝状给水管网。首先考虑建筑高度在50m以下,一般城市消防车的扑救能力都能满足室内消防要求;其次考虑这样住宅每个单元每层建筑面积不大,且各单元之间的墙采用耐火极限不低于2.00h的不燃烧体隔墙分隔,其火灾的危险较小,火灾不易蔓延其他单元等因素;再者考虑在管网维修或发生故障需关闭该消防竖管时,其他单元楼梯间的消火栓不能保护到该单元室内任一部位。因此消火栓系统管网的安全性可以适当降低,采用枝状管网。

单元式、塔式住宅在《建规》中要求同时使用水枪数量为2支,消火栓用水量为5L/s在《高规》中要求同时使用水枪数量为2支,室内消火栓用水量为10L/s显然这类住宅火灾时只使用在本单元间内的2个消火栓,不需要使用其他单元间内的消火栓。

综上所述,室内消火栓系统给水管道采用环状管网是十分重要的,而检修阀门设置是室内消火栓给水系统环状管网的重要保证,应考虑环状管网的形式、消防竖管的数量、可关闭消防竖管的数量或消火栓、检修便利等因素,检修阀门设置采用不同的设置原则。通过对消火栓使用数量、其他单元的消火栓能否扑灭该单元火灾、城市消防能力、火灾蔓延的可能性进行了探讨,对50m以下单元式、塔式住宅的室内消火栓给水系统,建议采用枝状管网。

 



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